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烧结对陶粒的性能及其重金属固化的影响

硅酸盐通报 2018年第1期37卷 103-109页

作者：蹇守卫余后梁马保国孙孟琪吴世明郅真真武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室武汉430070

重金属是土壤污染的重要组成部分,采用高温烧结固化重金属是一种固化效率高、无二次污染的技术。针对铬污染土壤制备轻集料协同固化重金属的机理开展研究,以页岩添加重金属铬的化合物模拟重金属污染土壤,在1100~1200℃下烧结制备陶粒。... 详细信息

重金属是土壤污染的重要组成部分,采用高温烧结固化重金属是一种固化效率高、无二次污染的技术。针对铬污染土壤制备轻集料协同固化重金属的机理开展研究,以页岩添加重金属铬的化合物模拟重金属污染土壤,在1100~1200℃下烧结制备陶粒。结果表明:随着烧结温度升高,陶粒的质量损失基本在6.4%~6.8%之间,表观密度逐渐减小。而陶粒的吸水率在0.2%~1.2%。重金属固化率在99.98%以上,随着温度的升高,重金属的固化率也逐渐变大。通过X射线衍射可知,陶粒的晶相主要以石英、镁(铝、铁、铬)尖晶石和绿铬矿为主,随着温度的升高和保温时间的增加,陶粒中石英组分逐渐减少,镁(铝、铁、铬)尖晶石组分逐渐增多。且扫描电镜面扫描显示,重金属铬更易与镁铝铁等元素富集。

关键词：重金属土壤重金属铬重金属固化陶粒性能固化机理

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城市污泥掺量对煤气化渣陶粒性能影响

硅酸盐通报 2021年第2期40卷 579-586页

作者：高育欣李坤杰马建峰高达杨文毕耀罗遥凌中建西部建设建材科学研究院有限公司成都610015 美国伊利诺伊理工大学斯图尔特商学院芝加哥60608

以煤气化渣为主要原材料烧制陶粒,研究了陶粒的烧结制度以及城市污泥掺量对陶粒性能、孔结构影响及微观作用机制。结果表明:陶粒烧结制度为500℃预热30 min,1100℃烧结15 min时,煤气化渣陶粒强度可达11.3 MPa,且烧结出污泥质量掺量为20... 详细信息

以煤气化渣为主要原材料烧制陶粒,研究了陶粒的烧结制度以及城市污泥掺量对陶粒性能、孔结构影响及微观作用机制。结果表明:陶粒烧结制度为500℃预热30 min,1100℃烧结15 min时,煤气化渣陶粒强度可达11.3 MPa,且烧结出污泥质量掺量为20%、筒压强度为6.7 MPa的轻质高强陶粒;城市污泥掺量改变了陶粒孔结构和孔径分布,陶粒孔隙率及平均孔径随着污泥掺量的增加而增大,陶粒内部结构变得疏松,使得陶粒吸水率增加、堆积密度减小,且对陶粒强度带来不利影响。

关键词：煤气化渣陶粒污泥掺量烧结制度陶粒性能孔结构

焙烧制度对武汉东湖淤泥-粉煤灰陶粒性能影响研究

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新型建筑材料 2016年第4期43卷 21-24页

作者：朱哲朱航何捷刘云鹏武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室湖北武汉430070 中国建筑材料科学研究总院北京100024

以武汉市东湖淤泥作为主要原料,以粉煤灰为校正组分,制备一种轻质高强低吸水率的淤泥-粉煤灰陶粒。结果表明,粉煤灰的加入有效改善了淤泥在烧制高强陶粒中烧失量过大的问题。在粉煤灰掺量为40%、淤泥为60%、焙烧温度1200℃、焙烧时间15 ... 详细信息

以武汉市东湖淤泥作为主要原料,以粉煤灰为校正组分,制备一种轻质高强低吸水率的淤泥-粉煤灰陶粒。结果表明,粉煤灰的加入有效改善了淤泥在烧制高强陶粒中烧失量过大的问题。在粉煤灰掺量为40%、淤泥为60%、焙烧温度1200℃、焙烧时间15 min、预烧温度400℃、预烧时间20 min条件下,制得的淤泥-粉煤灰陶粒表观密度为1.182 g/cm^3、吸水率3.64%、单颗粒强度7.92MPa。通过TG/DSC、XDR、SEM分析发现,烧成制度中影响淤泥-粉煤灰陶粒性能的主要因素是焙烧温度与焙烧时间,并且陶粒表面形成了致密的矿物层,有效减小陶粒表观密度与吸水率。

关键词：淤泥-粉煤灰陶粒 α—Fe2O3 陶粒性能焙烧制度

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污泥陶粒焙烧制度优化及其对陶粒性能的影响

新型建筑材料 2019年第4期46卷 68-72,87页

作者：荣辉张鸿飞张磊张颖徐蕊宁彩珍王雪平天津城建大学材料科学与工程学院天津300384 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 天津市建筑垃圾与燃煤废弃物利用技术工程中心天津300384 天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室天津300384

研究了污泥掺量对陶粒膨胀倍数的影响,对污泥陶粒的焙烧制度进行了初探与优化。研究结果表明:干污泥掺量(0~20%)越多,助熔成分增多,在相同烧结温度下熔化生成的液相就越多,陶粒更易收缩,膨胀倍数变小。添加污泥使得陶粒的焙烧范围变小,... 详细信息

研究了污泥掺量对陶粒膨胀倍数的影响,对污泥陶粒的焙烧制度进行了初探与优化。研究结果表明:干污泥掺量(0~20%)越多,助熔成分增多,在相同烧结温度下熔化生成的液相就越多,陶粒更易收缩,膨胀倍数变小。添加污泥使得陶粒的焙烧范围变小,污泥掺量越多,焙烧范围越窄。对堆积密度影响程度较大的因素是烧结温度、预热时间,对陶粒1h吸水率影响程度较大的因素是烧结温度、预热温度。

关键词：污泥陶粒焙烧制度陶粒性能

页岩和污泥制备陶粒过程中影响陶粒性能的因素研究

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贵州科学 2011年第6期29卷 77-80页

作者：窦守花吴复忠贵州大学材料与冶金学院贵阳550003

本文以页岩、含水污泥为主要原材料,在添加牛粪的基础上制备新型陶粒产品。论文主要研究了添加剂—牛粪、预热制度和焙烧制度等因素对陶粒的膨胀倍数、表观密度、堆积密度、强度和吸水性等性能的影响。

关键词：含水污泥预热制度焙烧制度陶粒性能

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废弃混凝土掺量对陶粒性能和微观形貌的影响

四川建材 2019年第7期45卷 1-2,18页

作者：曲烈畅紫薇金分树王宏涛苗露阳冯伟天津城建大学材料科学与工程学院

采用建筑垃圾中的混凝土和红砖为原料,粉煤灰和铁粉为外加剂进行试验。考察了物料配比、外加剂掺入量对陶粒堆积密度、表观密度、吸水率和筒压强度的影响。试验表明陶粒的最佳配方为46.5%混凝土、46.5%红砖、5%粉煤灰、2%铁粉;工艺为预... 详细信息

采用建筑垃圾中的混凝土和红砖为原料,粉煤灰和铁粉为外加剂进行试验。考察了物料配比、外加剂掺入量对陶粒堆积密度、表观密度、吸水率和筒压强度的影响。试验表明陶粒的最佳配方为46.5%混凝土、46.5%红砖、5%粉煤灰、2%铁粉;工艺为预热温度500℃、预热时间为40min,焙烧温度1200℃、焙烧时间15min。得到的建筑垃圾陶粒堆积密度为0.71g/cm^3、表观密度为1.71g/cm^3、吸水率为0.23%、筒压强度为11.60MPa;微观分析陶粒主晶相为SO2和正长石,且其孔隙均匀,出现少量连通孔。

关键词：建筑垃圾废弃混凝土陶粒性能微观形貌焙烧

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工程渣土烧制轻质陶粒的实验研究

新型建筑材料 2022年第1期49卷 138-143页

作者：胡凯张泽勇周强新方宇轩李文张炜张稳樊赛飞中建三局第三建设工程有限责任公司湖北武汉430070 中建三局城市投资运营有限公司湖北武汉430070

以宁波工程渣土为原料烧制轻质陶粒,研究结果表明,工程渣土在预烧温度为420℃、预烧时间为15 min、焙烧温度为1260℃、焙烧时间为50 min条件下可制得表观密度为1.23 g/cm^(3)、24 h吸水率为1.82%、单颗粒抗压强度为5.6 MPa的高性能陶粒... 详细信息

以宁波工程渣土为原料烧制轻质陶粒,研究结果表明,工程渣土在预烧温度为420℃、预烧时间为15 min、焙烧温度为1260℃、焙烧时间为50 min条件下可制得表观密度为1.23 g/cm^(3)、24 h吸水率为1.82%、单颗粒抗压强度为5.6 MPa的高性能陶粒。陶粒内部结构疏松多孔,外部结构致密,具有较低的表观密度,同时吸水率较低、强度较高。通过TG-DSC分析、高温显微镜分析、XRD分析发现,影响工程渣土陶粒性能的主要因素是焙烧温度及焙烧时间,这主要是由于二者对陶粒的热膨胀行为有较明显的影响。不同焙烧制度下陶粒晶相变化主要为石英与莫来石之间的转化。预烧阶段对陶粒性能的影响不大。

关键词：工程渣土轻质陶粒陶粒性能焙烧制度

污染土壤制备轻集料的性能及其重金属固化的研究

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污染土壤制备轻集料的性能及其重金属固化的研究

作者：余后梁武汉理工大学

学位级别：硕士

随着我国工业的发展,越来越多的化工厂或者采矿冶炼厂区建立,或是城市发展的需要,旧的化工厂区被拆除搬迁,在厂区周围或是搬迁地都极大可能存在重金属污染,对重金属污染土地的治理成为工业和城市发展重要难题,受到越来越多学者的关注。... 详细信息

随着我国工业的发展,越来越多的化工厂或者采矿冶炼厂区建立,或是城市发展的需要,旧的化工厂区被拆除搬迁,在厂区周围或是搬迁地都极大可能存在重金属污染,对重金属污染土地的治理成为工业和城市发展重要难题,受到越来越多学者的关注。本文以页岩粉末中添加重金属Cr模拟重金属土壤的方式,利用高温烧结的方式固化重金属。通过改变烧结时间、烧结温度、原料中NaO、MgO、CaO、FeO及碳粉的含量来研究烧结制度及烧结组分对烧结制品的性能及其重金属固化的影响。利用TG、XRD、SEM、XPS、EDX等手段研究样品的烧结产物微观形貌、重金属Cr的固化价态等,探究陶粒制备性能及重金属固化机理。通过数据的分析比较,主要得到以下结论:(1)对于烧结温度,烧结温度的提高对烧结制品的体积影响表现为先收缩后膨胀的趋势,表观密度的影响表现为先增大后减小,吸水率表现为先减少后不变或略有增加。烧结时间的影响较弱。除1200℃外,烧结温度的提高和烧结时间的延长都有利于重金属Cr的固化。(2)氧化物烧结组分对陶粒性能的影响主要是改变烧结过程中的共熔点、液相粘度和液相量等,进而影响到气相的膨胀和逸出。本文作为变量的氧化物均在一定程度上可以降低共熔点,故而在适当掺量时可以增加闭孔数量和体积,增加样品表面的致密度,使得体积膨胀,表观密度减小,吸水率降低。但在掺加量过多时,导致气体逸出,起到相反作用。(3)氧化物对重金属固化的影响主要表现在液相的包裹作用、气孔的开闭以及与重金属Cr反应等。NaO、CaO等掺量的增加,重金属固化先减少后增加,FeO、MgO的增加会使得重金属浸出量增加。(4)烧结样品中的主要晶体为石英、镁(铝铁铬)尖晶石、绿铬矿。烧结温度较低时,晶体相主要以石英为主,随着烧结温度的增加,镁(铝铁铬)尖晶石增加,以固化重金属Cr。(5)在一定范围内(P=3.2-5.0,K=0.12-0.20),P值(P=(SiO+AlO)/(CaO+MgO+FeO+RO))与K值(K=(FeO+CaO+MgO)/(SiO+AlO))均与重金属Cr的浸出存在一定的关系,当P值越大,K值越小时,重金属的固化率越高,可以作为重金属Cr浸出实验设计和推论的根据。但相对于K值的拟合直线,Pk值的拟合曲线明显更接近于1,证明重金属浸出时,考虑Pk值更为合理。(6)重金属Cr的极限掺量为4%,超过4%后,浸出量存在极大增长。当Cr的掺入量过多时,越来越多的Cr会自样品中以绿铬矿的形式存在,而过多的绿铬矿形成对重金属的固化不利。镁铝元素有利于重金属Cr的反应和固化,重金属Cr趋向于与之反应生成镁(铝铁铬)尖晶石结构或进入熔融相中形成固溶体。

关键词：重金属污染土壤轻集料烧结制度烧结组分陶粒性能重金属固化机理

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利用铁矿山废弃物制备陶粒的研究

利用铁矿山废弃物制备陶粒的研究

作者：息雪立河北联合大学

学位级别：硕士

随着我国钢铁工业的迅速发展，铁矿石的开采量不断增加，选矿厂排出的尾矿越来越多。对这些固体废弃物的处理已成为许多矿山企业的沉重包袱，其综合利用率不到20%。铁矿山固体废弃物综合利用的建筑制品中，利用铁矿山固体废弃物制备陶... 详细信息

随着我国钢铁工业的迅速发展，铁矿石的开采量不断增加，选矿厂排出的尾矿越来越多。对这些固体废弃物的处理已成为许多矿山企业的沉重包袱，其综合利用率不到20%。铁矿山固体废弃物综合利用的建筑制品中，利用铁矿山固体废弃物制备陶粒将是利用量大、经济效益和社会效益均显著的项目之一。以铁尾矿为主要原料，以粉煤灰为辅料，研究了原料细度、原料配合比及煅烧制度对陶粒性能的影响，确定了适宜的陶粒配合比和适宜的煅烧制度。用烧制的陶粒进行了混凝土配合比设计，测定了混凝土的强度。研究结果表明： 1、以铁尾矿为主要原料制备陶粒是可行的。对于堆积密度等级为900kg/m陶粒，其适宜原料配比为：铁尾矿/粉煤灰=75/25(wt%);适宜的煅烧制度为：煅烧温度1140℃，煅烧时间10min。按此方案制备陶粒的堆积密度为876kg/m，筒压强度5.2MPa，1h吸水率为0.3%，粒型系数为1.3。 2、原料细度大，陶粒的表观密度小，强度低。 3、随原料中粉煤灰含量增高，陶粒的密度降低。强度变化为：粉煤灰掺加量从10%到20%，颗粒强度迅速降低;掺加量从20%到30%陶粒强度变化不大。 4、煅烧温度低时，煅烧不完全，陶粒强度过低。但超过一定煅烧温度时，随煅烧温度的升高，煅烧时间的延长，陶粒密度与陶粒颗粒强度均逐渐降低。 5、用烧制的陶粒配制的轻骨料混凝土满足设计强度的要求。

关键词：铁尾矿陶粒性能煅烧机理轻骨料混凝土